Explicit conversion ใน C#

การแปลง type ใน C# มีหลายแบบ

  • Implicit conversion - แปลงแบบอัติโนมัติโดย compiler
  • Explicit conversion (cast) - แปลงโดยใช้ keyword as หรือ ใช้ operator cast
  • User-define conversion - เขียน method สำหรับแปลง type ขึ้นเอง
  • Helper class - ใช้ helper ที่มีอยู่แล้ว เช่น คลาส Convert

Explicit conversion

ใช้ cast

1
2
3
4
object x = ...;
if (x is String) {
    var str = (String) x;
}

Cast มักใช้คู่กับ is เพื่อทำ type checking สำหรับกัน error InvalidCastException ในกรณีที่ CLR ไม่สามารถแปลง object ให้เป็น type ที่ต้องการได้

ใช้ as

1
2
3
4
var str = x as string;
if (str != null) {
    // Use str
}

การแปลง type โดยใช้ as จะช่วยลดขั้นตอน type checking และไม่มีทาง error เนื่องจาก operator as จะคืนค่า null ในกรณีที่ไม่สามารถแปลง type จะต่างจาก cast ที่จะเกิด error InvalidCastException ข้อจำกัดของ as คือใช้ได้กับ type ที่เป็น Nullable เท่านั้น

ใช้ as ใน for

1
2
3
for (var str = x as string; str != null; str = null) {
    // Use str
}

เราสามารถใช้ as ว่างไว้ใน expression for เพื่อกันตังแปร str ให้อยู่ใน scope วิธีนี้เป็น programming trick ที่ทำให้โค้ดอ่านยาก จึงไม่นิยมใช้

Performance

การ convert type มีผลกับประสิทธิภาพของโปรแกรม ถ้าไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ก็ควรทำให้น้อยที่สุด การใช้ as แทน cast จะช่วยลดจำนวน conversion ได้หนึ่งครั้ง เนื่องจากการทำ type checking ด้วย is จะเกิด type conversion เช่นกัน

อย่างไรก็ตามการใช้ as กับข้อมูลประเภท Nullable ของ value type เช่น int? จะ drop performance ของโปรแกรมมากกว่าการใช้ is + cast อย่างมีนัยยสำคัญ เนื่องจากการแปลง value type ให้เป็น Nullable จะมี operator อื่นเพิ่มเข้ามา

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
class Test {
    const int Size = 30000000;
    static void Main() {
        object[] values = new object[Size];
        for (int i = 0; i < Size - 2; i += 3) {
            values[i] = null;
            values[i+1] = "";
            values[i+2] = 1;
        }
        FindSumWithCast(values);
        FindSumWithAs(values);
        FindSumWithLinq(values);
    }
    static void FindSumWithCast(object[] values) {
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
        int sum = 0;
        foreach (object o in values) {
            if (o is int) {
                int x = (int) o;
                sum += x;
            }
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("Cast: {0} : {1}", sum, (long) sw.ElapsedMilliseconds);
    }
    static void FindSumWithAs(object[] values) {
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
        int sum = 0;
        foreach (object o in values) {
            int? x = o as int?;
            if (x.HasValue) {
                sum += x.Value;
            }
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("As: {0} : {1}", sum, (long) sw.ElapsedMilliseconds);
    }
    static void FindSumWithLinq(object[] values) {
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
        int sum = values.OfType<int>().Sum();
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("LINQ: {0} : {1}", sum, (long) sw.ElapsedMilliseconds);
    }
}

จากตัวอย่าง FindSumWithCast การ cast แบบปกติ สามารถ unbox object ให้เป็น type int ได้โดยตรง ส่วน FindWithAs จะต้อง unbox ให้เป็น Nullable int หรือ int? ซึ่งจะมี internal operation เกิดขึ้นในฟังก์ชั่น JIT_Unbox_Nullable ของ JIT

1
2
3
Cast: 10000000 : 74
As: 10000000 : 316
LINQ: 10000000 : 913

ผลการรัน ในกรณีที่ใช้ cast ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าการใช้ as ถึงแม้จะมี type conversion เกิดขึ้นสองครั้งก็ตาม

Links